Հավասարակշռման որակի աստիճան (G-դաս)
Ռոտորի հավասարակշռման ճշգրտության միջազգային ստանդարտ — թե ինչպես են ISO 1940-1 և ISO 21940-11 G-դասերը սահմանում թույլատրելի մնացորդային անհավասարակշռությունը, թե ինչու են դրանք կարևոր առանցքակալների ծառայության ժամկետի և մեքենայի հուսալիության համար, և թե ինչպես հաշվարկել թույլտվությունները ցանկացած ռոտորի համար:
Հավասարակշռման թույլտվությունների հաշվիչ
Հաշվարկել թույլատրելի մնացորդային անհավասարակշռությունը՝ համաձայն ISO 21940-11 / ISO 1940-1
Արդյունքներ
Թույլատրելի մնացորդային անհավասարակշռություն և հավասարակշռման նպատակներ
հավասարակշռման թույլտվությունները տեսնելու համար
Հավասարակշռման որակի դասերը մեկ նայվածքով
Վերջնական ճշգրտության գիրոսկոպներից (G 0.4) մինչև հում փոխադարձ շարժիչներ (G 4000) — ISO-ի ամբողջական դասակարգումը
| Գ-դաս | e·ω (մմ/վ) | Ճշգրտության դաս | Ռոտորի տիպիկ տեսակներ / Կիրառություններ |
|---|---|---|---|
| G 4000 | 4000 | Շատ անճուտ | Մեծ, դանդաղ ծովային դիզելային շարժիչների շաթունի փոխանցումներ (պիստոնի արագությունը՝ 9 մ/վ-ից ցածր), ինքնուրույն անհավասարակշռված |
| G 1600 | 1600 | Շատ անճուտ | Մեծ, դանդաղ ծովային դիզելային շարժիչների շաթունի փոխանցումներ (պիստոնի արագությունը՝ 9 մ/վ-ից ցածր), ինքնուրույն հավասարակշռված |
| G 630 | 630 | Խիստ | Շաթունի փոխանցումներ, ինքնուրույն անհավասարակշռված, առաձգականորեն տեղադրված |
| G 250 | 250 | Խիստ | Շաթունի փոխանցումներ, ինքնուրույն անհավասարակշռված, կոշտ տեղադրված |
| G 100 | 100 | Ընդհանուր | Ավտոմեքենաների, բեռնատարների և շարժակառքերի լրիվ փոխադարձ շարժման շարժիչներ |
| G 40 | 40 | Ընդհանուր | Ավտոմեքենաներ. անիվներ, անիվների օղակներ, անիվների զույգեր, փոխանցման լիսեռներ; շաթունի փոխանցումներ, ինքնուրույն հավասարակշռված, առաձգականորեն տեղադրված |
| G 16 | 16 | Ստանդարտ | Գյուղատնտեսական մեքենաներ; ջարդիչ մեքենաներ; փոխանցման լիսեռներ (կարդանային լիսեռներ, պրոպելերային լիսեռներ); շաթունի փոխանցումներ, ինքնուրույն հավասարակշռված, կոշտ տեղադրված |
| G 6.3 | 6.3 | Ստանդարտ | Օդանավերի գազատուրբինային շարժիչներ; կենտրոնախույսներ (սեպարատորներ, դեկանտերներ); էլեկտրաշարժիչներ և գեներատորներ (լիսեռի բարձրությունը ≥ 80 մմ) առավելագույն անվանական պտտաթվերով մինչև 950 պ/վ; 80 մմ-ից փոքր լիսեռի բարձրությամբ էլեկտրաշարժիչներ; օդափոխիչներ; ատամնանիվներ; ընդհանուր մեքենաներ; մետաղահատ մեքենաներ; թղթե մեքենաներ; տեխնոլոգիական սարքավորումների մեքենաներ; պոմպեր; տուրբոկոմպրեսորներ; ջրատուրբիններ |
| G 2.5 | 2.5 | Ճշգրտություն | Կոմպրեսորներ; համակարգչային փոխանցումներ; էլեկտրաշարժիչներ և գեներատորներ (լիսեռի բարձրությունը ≥ 80 մմ) առավելագույն անվանական պտտաթվերով 950 պ/վ-ից բարձր; գազատուրբինային և շոգետուրբինային շարժիչներ; մետաղահատ մեքենաների փոխանցումներ; տեքստիլ մեքենաներ |
| G 1.0 | 1.0 | Ճշգրտություն | Աուդիո և վիդեո փոխանցումներ; սղոցման մեքենաների փոխանցումներ |
| G 0.4 | 0.4 | Բարձր ճշգրտություն | Գիրոսկոպներ; բարձր ճշգրտության համակարգերի շպինդելներ և փոխանցումներ |
| Ռոտորի տեսակ | Մասսա (կգ) | Արագություն (RPM) | Դասակարգ | Uյուրաքանչյուր Ընդհանուր (գ·մմ) | Uյուրաքանչյուր մեկ հարթության համար (գ·մմ) | eյուրաքանչյուր (մկմ) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Փոքր էլեկտրական մեքենա | 8 | 2900 | G 6.3 | 166 | 83 | 20.7 |
| Պոմպի աշխատանքային անիվ | 12 | 2950 | G 6.3 | 245 | 122 | 20.4 |
| Արդյունաբերական օդափոխիչ | 85 | 1480 | G 6.3 | 3459 | 1730 | 40.7 |
| Մեծ մեքենայի ռոտոր | 350 | 1500 | G 2.5 | 5578 | 2789 | 15.9 |
| Շոգետուրբին | 1200 | 3600 | G 2.5 | 7958 | 3979 | 6.6 |
| Տուրբոկոմպրեսոր (OEM սպեցիֆիկացիա; ISO լռելյայն՝ G 6.3) | 0.8 | 90000 | G 1.0 | 0.085 | 0.042 | 0.11 |
| Մշակման շփոթ | 5 | 12000 | G 1.0 | 3.98 | 1.99 | 0.80 |
| Ջարդիչի իներցիոն անիվ | 500 | 600 | G 16 | 127,320 | 63,660 | 254.6 |
| Պտտման լիսեռ (կարդան) | 15 | 4500 | G 16 | 509 | 255 | 33.9 |
| HVAC օդափոխիչ | 45 | 1750 | G 6.3 | 1546 | 773 | 34.4 |
| Ավտոմեքենայի անիվի հավաքածու | 20 | 900 | G 40 | 8488 | 4244 | 424.4 |
| Կենտրոնախույս | 30 | 6000 | G 2.5 | 119 | 60 | 3.98 |
| Ստանդարտ | Դիտարկման ոլորտ | G-դասի համակարգ | Հիմնական տարբերություն | Կարգավիճակ |
|---|---|---|---|---|
| ISO 21940-11:2016 | Բոլոր կոշտ ռոտորներ — ընդհանուր գործընթացներ | Այո (հիմնական) | Ընթացիկ միջազգային ստանդարտ; փոխարինում է ISO 1940-1-ին | Հոսանք |
| ISO 1940-1:2003 | Բոլոր կոշտ ռոտորներ | Այո (նախնական) | Սահմանել է G-դասի համակարգը; դեռևս լայնորեն օգտագործվում է | Փոխարինված |
| ISO 21940-12 | Հավասարակշռման գործընթացներ և թույլատրելի շեղումներ | Այո (հղում է 11-րդ մասին) | Գործնական հավասարակշռման գործընթացներ, ուղղման հարթությունների բաշխում | Հոսանք |
| API 610 / 617 / 611 | Պոմպեր / կոմպրեսորներ / տուրբիններ (նավթագազային արդյունաբերություն) | Հղում է ISO-ին; ավելացնում է ավելի խիստ սահմանաչափեր | Հաճախ նշում է Uյուրաքանչյուր = 4W/N oz·in (W-ն lb-ով; համարժեք է 6350·W/N g·mm-ին W-ն kg-ով, ≈ G 0.67) API 617 ռոտորների համար; ավելի պահպանողական | Հոսանք |
| ANSI S2.19 | ISO 1940-ի ԱՄՆ-ում ընդունված տարբերակ | Այո (նույնական) | ISO G-դասի համակարգի ուղղակի ընդունում ԱՄՆ շուկայի համար | Հոսանք |
| VDI 2060 | Գերմանական ստանդարտ (ISO-ից առաջ) | Համարժեք համակարգ | ISO 1940-ի պատմական նախորդը; դեռևս օգտագործվում է գերմանական արդյունաբերությունում | Փոխարինված է ISO-ով |
| MIL-STD-167-1 | ԱՄՆ ռազմական — նավերի սարքավորումներ | Ոչ (տատանումների սահմանաչափեր) | Սահմանում է տատանումների ամպլիտուդի սահմանաչափեր, ոչ թե անհավասարակշռության թույլատրելի շեղումներ | Ակտիվ |
Ի՞նչ է հավասարակշռման որակի դասը (G-դասը):
Հավասարակշռման որակի դաս (G-դաս) միջազգային ստանդարտ դասակարգում է ISO 21940-11 (նախկինում ISO 1940-1), որը սահմանում է առավելագույն թույլատրելի մնացորդային անհավասարակշռություն կոշտ ռոտորի համար: G թիվը ներկայացնում է ռոտորի ծանրության կենտրոնի տեղաշարժման առավելագույն արագությունը մմ/վ-ով: Հաճախ հանդիպող դասեր. G 6.3 ընդհանուր մեքենաների համար (պոմպեր, օդափոխիչներ, մեքենաներ) G 2.5 տուրբինների, կոմպրեսորների և ճշգրիտ սարքավորումների համար, G 1.0 սղոցման մեքենաների փոխանցումների և աուդիո/վիդեո փոխանցումների համար (տուրբոկոմպրեսորները ISO աղյուսակում ընկնում են G 6.3-ի տակ, թեև OEM-ները հաճախ նշում են ավելի խիստ): Թույլատրելի անհավասարակշռության բանաձևը. Uյուրաքանչյուր = 9549 × G × m / n (գ·մմ), որտեղ m = զանգված (կգ), n = պտտաթիվ (RPM)
A Հավասարակշռման որակի աստիճան, հաճախ կոչվում է «G-դաս», ստանդարտացված դասակարգում է, որը սահմանված է ISO 21940-11 (որը փոխարինել է ISO 1940-1-ին) որը սահմանում է առավելագույն թույլատրելի մնացորդային անհավասարակշռություն կոշտ ռոտորի համար: G-դասը սահմանում է, թե որքան ճշգրիտ պետք է հավասարակշռվի ռոտորը — ոչ թե տատանումների չափում տեղադրված մեքենայում, այլ ռոտորի սեփական որակի սպեցիֆիկացիա՝ հիմնված նրա զանգվածի և առավելագույն աշխատանքային պտտաթվի վրա:
«G» տառից հետո գտնվող թիվը ներկայացնում է ռոտորի զանգվածի կենտրոնի տեղաշարժման առավելագույն թույլատրելի արագությունը, արտահայտված միլիմետրերով վայրկյանում (մմ/վ): Օրինակ, G 6.3 նշանակում է, որ սպեցիֆիկ էքսցենտրիսիտետի (eյուրաքանչյուր) և անկյունային արագությունը (ω) չպետք է գերազանցի 6.3 մմ/վ: G 2.5 սահմանափակում է այս արագությունը մինչև 2.5 մմ/վ: Որքան ցածր է G թիվը, այնքան ավելի խիստ է հավասարակշռման թույլատրելի շեղումը — ինչը նշանակում է ավելի բարձր ճշգրտություն և ավելի քիչ թույլատրելի մնացորդային անհավասարակշռություն:
G արժեքը ներկայացնում է ռոտորի ծանրության կենտրոնի առավելագույն թույլատրելի արագությունը երկրաչափական պտտման առանցքի նկատմամբ առավելագույն աշխատանքային պտտաթվի դեպքում: G 6.3 նշանակում է, որ ծանրության կենտրոնը կարող է շարժվել ոչ ավելի, քան 6.3 մմ/վ պտտման առանցքի նկատմամբ: Քանի որ կենտրոնախույս ուժը համեմատական է այս արագության քառակուսուն, G-դասի նույնիսկ փոքր նվազեցումները հանգեցնում են դինամիկ առանցքակալային բեռնվածքների էական նվազեցման:
G-դասի համակարգի նպատակը
G-դասերի համակարգի ստեղծումից առաջ հավասարակշռման սպեցիֆիկացիաները մշուշոտ էին — «հավասարակշռել հնարավորինս լավ» կամ «հավասարակշռել մինչև հարթ»: ISO G-դասերի համակարգը այս միանշանակությունը փոխարինեց ունիվերսալ, ստուգելի ստանդարտով: Այն ապահովում է ընդհանուր լեզու արտադրողների, սպասարկման ինժեներների և վերջնական օգտատերերի համար ամբողջ աշխարհում: Հիմնական նպատակներն են.
1. Անհավասարակշռությունից առաջացած տատանումների սահմանափակումը ընդունելի մակարդակներով
Անհավասարակշռություն ստեղծում է կենտրոնախույս ուժեր, որոնք մեծանում են պտտման արագության քառակուսու հետ: Այս ուժերը առաջացնում են տատանումներ, աղմուկ, հոգնածության բեռնվածք և վերջապես մեխանիկական ձախողում: G-դասը նշելով՝ ինժեները սահմանափակում է այս ուժերը մակարդակներով, որոնք մեքենայի առանցքակալները, խցանիչները և կառուցվածքը կարող են անվտանգորեն տանել նախատեսված ծառայության ընթացքում:
2. Դինամիկ բեռնվածքների նվազեցումը առանցքակալների վրա
Առանցքակալները բաղադրիչներն են, որոնք ամենաուղղակիորեն ազդվում են անհավասարակշռությունից: Մնացորդային անհավասարակշռությունից առաջացած ցիկլային շառավղային բեռնվածքը գործում է որպես հոգնածության բեռնվածք գլորման տարրերի և գլորման ուղիների վրա: Առանցքակալի ծառայության ժամկետը (L10) հակադարձ համեմատական է կիրառված բեռնվածքի խորանարդին — ուստի անհավասարակշռության ուժի նույնիսկ չափավոր նվազեցումը կարող է էապես երկարաձգել առանցքակալի ծառայության ժամկետը: Էլեկտրաշարժիչի ռոտորի հավասարակշռումը G 16-ից G 6.3 սովորաբար կրկնապատկում է առանցքակալի L10 ծառայողական կյանք; G 2.5-ին հավասարակշռումը կարող է քառապատկել այն
3. Ապահովել անվտանգ աշխատանքը առավելագույն նախագծային պտտաթվի դեպքում
Անհավասարակշռությունից առաջացած կենտրոնախույս ուժը համեմատական է ω²-ին — պտտաթիվը կրկնապատկելիս նույն անհավասարակշռությունից առաջացող ուժը չորս անգամ մեծանում է։ 1500 RPM-ի դեպքում ընդունելի հավասարակշռված ռոտորը 3000 RPM-ի դեպքում կարող է առաջացնել վտանգավոր տատանումներ։ G-աստիճանների համակարգը հաշվի է առնում սա՝ պտտաթիվը ներառելով թույլատրելի շեղումների հաշվարկում՝ ապահովելով ռոտորի անվտանգությունը առավելագույն անվանական պտտաթվի դեպքում։
4. Որոշակի, չափելի ընդունման չափանիշի ապահովում
G-դասը «հավասարակշռման որակը» վերածում է սուբյեկտիվ գնահատականից օբյեկտիվ, չափելի անցնելու/չանցնելու չափանիշի: Հավասարակշռումից հետո մնացորդային անհավասարակշռությունը համեմատվում է հաշվարկված թույլտվության հետ: Եթե չափված արժեքը սահմանից ցածր է, ռոտորն անցնում է: Սա անհրաժեշտ է արտադրական որակի վերահսկողության, պայմանագրային սպեցիֆիկացիաների, երաշխիքային պահանջների և կարգավորման համապատասխանության համար:
Թույլատրելի մնացորդային անհավասարակշռության հաշվարկ
G-դասերի համակարգի հիմքը ցանկացած ռոտորի համար կոնկրետ, թվային անհավասարակշռության թույլտվություն հաշվարկելու ունակությունն է: G-դասից ստացվում են երկու հիմնական մեծություն.
Տեսակարար անհավասարակշռություն (թույլատրելի էքսցենտրիսիտետ)
Տեսակարար անհավասարակշռությունը (eյուրաքանչյուր) ներկայացնում է ռոտորի ծանրության կենտրոնի պտտման առանցքից առավելագույն թույլատրելի տեղաշարժումը միկրոմետրերով: Այն կախված է միայն G-դասից և պտտաթվից — ոչ թե ռոտորի զանգվածից: Սա այն դարձնում է օգտակար տարբեր չափսերի ռոտորների հավասարակշռման որակը համեմատելու համար:
Ընդհանուր թույլատրելի մնացորդային անհավասարակշռություն
Ընդհանուր թույլատրելի մնացորդային անհավասարակշռությունը (Uյուրաքանչյուր) հենց այն իրական նպատակն է, որին պետք է հասնի բալանսավորման տեխնիկը։ Այն արտահայտվում է g·mm-ով (գրամ-միլիմետր)՝ մնացորդային անհավասարակշռության զանգվածի և պտտման առանցքից դրա հեռավորության արտադրյալ։ Սա այն թիվն է, որը ցուցադրվում է բալանսավորման մեքենայի վրա և համեմատվում թույլատրելի շեղումների հետ։
Կենտրոնախույս ուժը մնացորդային անհավասարակշռությունից
Այս բանաձևը ցույց է տալիս իրական դինամիկ ուժը, որին պետք է դիմակայեն առանցքակալները թույլատրելի մնացորդային անհավասարակշռությունից աշխատանքային պտտաթվի դեպքում։ Այն օգտակար է առանցքակալի բեռնվածքի անվանական արժեքի բավարարությունը ստուգելու և G-աստիճանի սպեցիֆիկացիայի իրական ազդեցությունը հասկանալու համար։
Փոփոխականների հղում
| Նշան | Անուն | Միավոր | Նկարագրություն |
|---|---|---|---|
| G | Հավասարակշռման որակի դաս | mm/s | Արտադրյալ eյուրաքանչյուր·ω; սահմանում է ISO աստիճանը (օր․ 6.3, 2.5, 1.0) |
| eյուրաքանչյուր | Թույլատրելի տեսակարար անհավասարակշռություն | մկմ | Զանգվածների կենտրոնի առավելագույն շեղումը պտտման առանցքից |
| Uյուրաքանչյուր | Թույլատրելի մնացորդային անհավասարակշռություն | g·mm | Ընդհանուր անհավասարակշռության թույլատրելի շեղում = eյուրաքանչյուր × զանգված |
| m | Ռոտորի զանգված | կգ | Բալանսավորվող ռոտորի ընդհանուր զանգված |
| n | Առավելագույն աշխատանքային պտտաթիվ | RPM | Առավելագույն պտտաթիվ, որի դեպքում ռոտորը կաշխատի |
| ω | Անկյունային արագություն | rad/s | = 2π × n / 60 |
| F | Կենտրոնախույս ուժ | N | Դինամիկ ուժը մնացորդային անհավասարակշռությունից պտտաթվի դեպքում |
Ինչպես ընտրել ճիշտ G-աստիճան
ISO ստանդարտը տալիս է խորհուրդներ հարյուրավոր ռոտորի տեսակների համար, բայց գործնականում ընտրությունը կախված է մի քանի փոխկապակցված գործոններից.
Մեքենայի տեսակը և կիրառությունը
Ստանդարտը խմբավորում է ռոտորները ըստ կիրառության և խորհուրդ է տալիս G-աստիճան յուրաքանչյուր խմբի համար (տես ISO աղյուսակը վերևում)։ Արագընթաց տուրբինը պահանջում է շատ ավելի խիստ հավասարակշռում (G 2.5 կամ G 1.0), քան դանդաղընթաց գյուղատնտեսական մեխանիզմը (G 16 կամ G 40)։ Նախագծողը հաշվի է առնում, թե որքան զգայուն է մեքենան տատանումների նկատմամբ և ինչ հետևանքներ կունենա անհավասարակշռությունից առաջացած ձախողումը։
Ռոտորի պտտաթիվ
Պտտաթիվը միակ ամենակարևոր գործոնն է։ Նույն G-աստիճանի դեպքում թույլատրելի անհավասարակշռությունը (Uյուրաքանչյուր) գծային նվազում է պտտաթվի հետ։ 6000 RPM-ի ռոտորի թույլատրելի շեղումը կեսն է նույն ռոտորի 3000 RPM-ի թույլատրելի շեղումից։ Արագընթաց ռոտորների (տուրբիններ, տուրբոկոմպրեսորներ, քերծման լիսեռներ) դեպքում թույլատրելի շեղումը դառնում է չափազանց փոքր՝ պահանջելով մասնագիտացված բալանսավորման սարքավորումներ և գործընթացներ։
Առանցքակալի տեսակը և հենարանի կոշտությունը
Կոշտ հիմքի վրա գտնվող ռոտորը սովորաբար պահանջում է ավելի խիստ հավասարակշռում, քան առաձգական (առաձգական) հենարանների վրա գտնվողը, քանի որ փափուկ տեղադրումները կառուցվածքին փոխանցում են անհավասարակշռության ուժի ավելի քիչ մասը: ISO 21940-11-ը արտացոլում է սա. նույն ինքնուրույն հավասարակշռված շաթունի փոխանցումը ստանում է G 16, երբ կոշտ տեղադրված է, բայց G 40, երբ առաձգականորեն տեղադրված: Նմանապես, հեղուկ թաղանթի առանցքակալների վրա գտնվող ռոտորները կարող են թույլ տալ ավելի շատ անհավասարակշռություն, քան գլորման տարրերով առանցքակալների վրա գտնվողները՝ յուղի թաղանթի մարման ազդեցության պատճառով:
Միջավայրի և անվտանգության պահանջներ
Անձնակազմի մոտ աշխատող սարքավորումները (օդափոխում, բժշկական սարքեր), աղմուկի նկատմամբ զգայուն միջավայրերում կամ անվտանգության տեսանկյունից կրիտիկական կիրառություններում (էլեկտրաէներգիայի արտադրություն, ավիացիա, ծովային) կարող են պահանջել ավելի խիստ հավասարակշռում, քան ստանդարտը խորհուրդ է տալիս ռոտորի տեսակի համար։ Որոշ արդյունաբերություններ (քիմիական նավթ, էլեկտրաէներգիայի արտադրություն) ունեն իրենց սեփական ստանդարտները (API, IEEE), որոնք սահմանում են ավելի խիստ սահմանաչափեր, քան ISO-ն։
Տարածքային խորհուրդներ
| Տարածք / Կիրառություն | Տիպիկ G-դաս | Նշումներ |
|---|---|---|
| Էլեկտրաէներգիայի արտադրություն (տուրբիններ) | G 1.0 – G 2.5 | API 612/617-ն հաճախ սահմանում է ավելի խիստ, քան ISO-ն |
| Նավթային / քիմիական (պոմպեր, կոմպրեսորներ) | G 2.5 – G 6.3 | API 610 պոմպերը հաճախ G 2.5 կամ ավելի խիստ |
| Օդափոխում (օդափոխիչներ, փչող սարքեր, AHU) | G 6.3 | Աղմուկի նկատմամբ զգայուն տեղակայումները կարող են պահանջել G 2.5 |
| Ցելյուլոզաթղթե արդյունաբերություն (գլաններ, չորացուցիչներ) | G 6.3 – G 16 | Մեծ դանդաղ գլաններ; մեծ զանգվածը փոխհատուցում է ավելի ցածր ճշգրտությունը |
| Քաղվածքային և միներալային (ջարդիչներ, շշեր) | G 16 – G 40 | Դժվարին միջավայր; ընդունելի միջին ճշգրտություն |
| Ավտոմոբիլային (անիվներ, հաղորդալիսեռներ) | G 16 – G 40 | NVH պահանջները կարող են խիստ լինել ISO նվազագույնից դուրս |
| Մետաղահատ մեքենաներ (լիսեռներ, փոխանցումներ) | G 1.0 – G 2.5 | Մակերեսի ֆինիշի որակը կախված է լիսեռի հավասարակշռումից |
| Ծովային (պրոպելերի լիսեռներ, շարժիչներ) | G 6.3 – G 40 | Դասակարգման ընկերությունների կանոններ (DNV, Lloyd's, ABS) կիրառելի են |
| Ջերմաէլեկտրական էներգիա (ռոտորի կենտրոններ, գեներատորներ) | G 6.3 | Լեզվակների անկյունային անհավասարակշռությունը հաշվարկվում է առանձին՝ կենտրոնի հավասարակշռումից |
| Տիեզերական տեխնիկա (տուրբոֆաներ, ցիկլոսկոպներ) | G 0.4 – G 2.5 | Անհամեմատ խիստ; ռազմական ստանդարտները (MIL-STD) կարող են գերակշռել ISO-ին |
Երկհարթ հավասարակշռում՝ թույլատրելի սխալանքի բաշխում
Ընդհանուր թույլատրելի անհավասարակշռությունը Uյուրաքանչյուր հաշվարկվում է G-դասի բանաձևից և վերաբերում է ամբողջ ռոտորին: Գործնականում մեծ մասամբ ռոտորները հավասարակշռվում են երկու ուղղման հարթություններում (դինամիկ հավասարակշռում), ուստի թույլտվությունը պետք է բաշխվի հարթությունների միջև:
ISO-ի ուղեցույցը թույլատրելի սխալանքի բաշխման համար
- Սիմետրիկ ռոտորներ (ԶԿ մոտավորապես կեսում). U-ն բաժանելյուրաքանչյուր հավասարաչափ երկու հարթությունների միջև. Յուրաքանչյուր հարթություն ստանում է Uյուրաքանչյուր/2.
- Ասիմետրիկ ռոտորներ (ԶԿ տեղաշարժված դեպի մի ծայր). Բաշխել համեմատական՝ ըստ առանցքակալների հեռավորության ԶԿ-ից. Առավելագույնին ԶԿ-ին մոտ գտնվող հարթությունը ստանում է թույլատրելի սխալանքի ավելի մեծ մասը.
- Միահարթ հավասարակշռում. Ամբողջ U-նյուրաքանչյուր կիրառվում է մեկ ուղղման հարթության համար: Սա հարմար է նեղ սկավառակաձև ռոտորների համար (L/D < 0.5), որտեղ մոմենտային անհավասարակշռությունն աննշան է:
Սովորական սխալ է U-ն հաշվարկելյուրաքանչյուր և այնուհետև այդ արժեքը կիրառել յուրաքանչյուր հարթության համար, ինչը իրականում կրկնապատկում է ընդհանուր թույլատրելի սխալանքը. Ճիշտ մոտեցումը՝ Uյուրաքանչյուր ընդհանուր արժեքն է; այն բաժանել հարթությունների միջև. Յուրաքանչյուր հարթություն ստանում է Uյուրաքանչյուր/2 սիմետրիկ ռոտորի դեպքում.
Լուծված օրինակներ
Տրված է Պոմպի աշխատանքային անիվ, զանգվածը = 12 կգ, աշխատանքային պտտաթիվը = 2950 RPM, պահանջվող դասը՝ G 6.3.
Քայլ 1 — Մասնավոր անհավասարակշռություն. eյուրաքանչյուր = 9549 × 6.3 / 2950 = 20.4 մկմ
Քայլ 2 — Ընդհանուր թույլատրելի սխալանք. Uյուրաքանչյուր = 20.4 × 12 = 245 գ·մմ
Քայլ 3 — Մեկ հարթության համար (սիմետրիկ). 245 / 2 = 122 գ·մմ մեկ հարթության համար
Քայլ 4 — Ուղղիչ կշիռ. Ուղղման շառավիղ R = 100 մմ. դեպքում. կշիռը = 122 / 100 = 1.22 գրամ մեկ հարթության առավելագույնը
Քայլ 5 — Կենտրոնախույս ուժ. ω = 2π × 2950/60 = 308.9 ռադ/վ. F = 245 × 10⁻⁶ × 308.9² = 23.4 Ն — առանցքակալի կրողունակության սահմաններում.
Տրված է Օդափոխիչի ռոտոր, զանգվածը = 85 կգ, աշխատանքային պտտաթիվը = 1480 RPM, պահանջվող դասը՝ G 6.3.
Քայլ 1 — Մասնավոր անհավասարակշռություն. eյուրաքանչյուր = 9549 × 6.3 / 1480 = 40.6 մկմ
Քայլ 2 — Ընդհանուր թույլատրելի սխալանք. Uյուրաքանչյուր = 40.6 × 85 = 3,455 գ·մմ
Քայլ 3 — Մեկ հարթության համար. 3,455 / 2 = 1,728 գ·մմ մեկ հարթության համար
Քայլ 4 — Ուղղիչ կշիռ. R = 400 մմ դեպքում. կշիռը = 1728 / 400 = 4.3 գրամ մեկ հարթության առավելագույնը.
Գործնական նշում. Այս օդափոխիչը կարելի է հավասարակշռել տեղում՝ օգտագործելով Balanset-1A կիրառական բալանսավորիչը ռոտորը տեղադրված վիճակում. Սարքը ավտոմատ կերպով հաշվարկում է G 6.3 թույլատրելի սխալանքը՝ հիմնվելով ռոտորի զանգվածի և պտտաթվի վրա.
Տրված է Տուրբինային անիվ, զանգված = 0.8 կգ, առավելագույն պտտաթիվ = 90,000 RPM, պահանջվող դաս G 1.0 (սովորական OEM սպեցիֆիկացիա բարձր արագությամբ տուրբոկոմպրեսորների համար — ավելի խիստ, քան ISO 21940-11 լռելյայն G 6.3):
Քայլ 1 — Մասնավոր անհավասարակշռություն. eյուրաքանչյուր = 9549 × 1.0 / 90000 = 0.106 մկմ — մոտ 100 նանոմետր!
Քայլ 2 — Ընդհանուր թույլատրելի սխալանք. Uյուրաքանչյուր = 0.106 × 0.8 = 0.085 գ·մմ
Քայլ 3 — Ուղղիչ կշիռ. R = 20 մմ դեպքում. կշիռը = 0.085 / 20 = 0.004 գրամ (4 միլիգրամ!) մեկ հարթության համար առավելագույնը:
Գործնական նշում. Այս չափազանց խիստ թույլատրելի շեղումը պահանջում է մասնագիտացված բարձրարագ հավասարակշռման մեքենաներ՝ ենթամիլիգրամային լուծաչափով: Այս ճշգրտության մակարդակում սովորաբար կիրառվում է նյութի հեռացումը (սրողում/թարթում), այլ ոչ թե կշիռների ավելացումը:
Պատմական համատեքստ — ISO 1940-1-ից ISO 21940-11
G-դասի համակարգը զարգացել է մի քանի իտերացիաների միջոցով.
- VDI 2060 (1966). Սկզբնական գերմանական ստանդարտը, որը հիմնադրել է հավասարակշռման որակի դասերի հասկացությունը: Մշակվել է Verein Deutscher Ingenieure-ի (Գերմանացի ճարտարագետների միություն) կողմից:
- ISO 1940 (1973, վերանայված՝ 1986, 2003). VDI 2060 հայեցակարգի միջազգային ընդունումը։ ISO 1940-1:2003 «Մեխանիկական տատանումներ — Ռոտորների հավասարակշռության որակի պահանջներ կայուն (կոշտ) վիճակում» դարձել է G-դասերի համաշխարհային հղումը։
- ISO 21940-11:2016. Ընթացիկ ստանդարտը: ISO 21940 համապարփակ շարքի մաս է, որը ծածկում է ռոտորի հավասարակշռման բոլոր ասպեկտները: 11-րդ մասը կոնկրետ վերաբերում է հավասարակշռման որակի պահանջներին և փոխարինում է ISO 1940-1-ին: G-դասի արժեքները և կիրառման աղյուսակները մնում են էապես նույնը; հիմնական փոփոխությունները խմբագրական և կառուցվածքային են:
Չնայած պաշտոնական փոխարինմանը, «ISO 1940»-ը մնում է ամենատարածված հղումը արդյունաբերական քննարկումներում, գնման տեխնիկական պահանջներում և սարքավորումների ձեռնարկներում։ Երկու նշանակումներն էլ վերաբերում են նույն G-դասերի համակարգին։
G-դասեր կիրառելիս տարածված սխալներ
Սխալ 1. Հավասարակշռման արագության օգտագործումը ծառայության արագության փոխարեն
G-դասի թույլատրելի շեղումը պետք է հաշվարկվի՝ օգտագործելով առավելագույն աշխատանքային պտտաթիվ (աշխատանքային արագություն), ոչ թե հավասարակշռման մեքենայի արագությունը: Շատ ռոտորներ հավասարակշռվում են ավելի ցածր RPM-ով, քան իրենց ծառայության արագությունը: Բանաձևում հավասարակշռման արագության կիրառումը տալիս է թույլատրելի շեղում, որը չափազանց թույլ է իրական աշխատանքային պայմանների համար: Balanset Balanset-1A ծրագրային ապահովումը թույլ է տալիս մուտքագրել ծառայության արագությունը՝ առանձին հավասարակշռման արագությունից, որպեսզի խուսափի այս սխալից:
Սխալ 2. G-դասի շփոթումը տատանումների մակարդակի հետ
G 6.3-ը ՉԷ նշանակում, որ տեղադրված մեքենան կտատանվի 6.3 մմ/վ արագությամբ: G արժեքը միայն ռոտորի հատկությունն է, չափված կամ հաշվարկված որպես ազատ մարմնի թույլատրելի շեղում: Տեղադրված մեքենայի տատանումները կախված են շատ լրացուցիչ գործոններից. առանցքակալի վիճակը, կենտրոնավորում կառուցվածքային սեփական հաճախություններ կոշտություն, մարում և այլն: G 6.3-ով հավասարակշռված ռոտորը կարող է առաջացնել 1 մմ/վ տատանումներ մեկ մեքենայում և 4 մմ/վ՝ մեկ այլում՝ կախված տեղադրումից:
Սխալ 3. Դասի չափազանց խիստ սահմանում
Դանդաղ պտտվող օդափոխչի համար G 1.0 սահմանելը, որը պահանջում է միայն G 6.3, ժամանակի և գումարի ծախս է: Ավելի խիստ դասերը պահանջում են ավելի շատ հավասարակշռման իտերացիաներ, ավելի ճշգրիտ սարքավորումներ և ավելի երկար հավասարակշռման ժամանակ: Սահմանեք կիրառմանը համապատասխան դասը՝ անհրաժեշտից ավելի լավ հավասարակշռումը տալիս է նվազող եկամուտներ՝ միաժամանակ մեծացնելով ծախսերը:
Սխալ 4. Ընդհանուր թույլատրելի շեղման կիրառումը յուրաքանչյուր հարթության համար
Ինչպես նշված է վերևում, Uյուրաքանչյուր է ընդհանուր թույլատրելի շեղումը ռոտորի համար: Երկհարթ հավասարակշռման դեպքում բաժանեք 2-ի (կամ համամասնորեն բաշխեք ասիմետրիկ ռոտորների համար): Uյուրաքանչյուր կիրառելը յուրաքանչյուր հարթության համար կրկնապատկում է իրական ընդհանուր թույլատրելի շեղումը՝ հնարավորություն տալով գերազանցել նախատեսված դասը:
Սխալ 5. Ջերմաստիճանի և ժողովի փոփոխությունների անտեսում
Որոշ ռոտորներ փոխում են իրենց հավասարակշռության վիճակը սառը (մթնոլորտային) և տաք (աշխատանքային) պայմանների միջև՝ ջերմային դեֆորմացիայի, կենտրոնախույս աճի կամ նստեցման փոփոխությունների պատճառով: Հավասարակշռման մեքենայում սենյակային ջերմաստիճանում G 2.5-ին համապատասխանող ռոտորը կարող է գերազանցել այս թույլատրելի շեղումը աշխատանքային ջերմաստիճանում: Կրիտիկական ռոտորների համար խորհուրդ է տրվում բարձրարագ հավասարակշռումը աշխատանքային պայմաններին մոտ կամ դրանց համապատասխան:
Սխալ 6. Շպոնկային ակոսի և կիսաշպոնկային կոնվենցիայի անտեսում
ISO 21940-11-ը սահմանում է, որ կիսաշպոնկային կոնվենցիան պետք է կիրառվի, երբ հավասարակշռվում է շպոնկային ակոսով ռոտորը (հավասարակշռման ընթացքում ավելացրեք կիսաշպոնկա շպոնկային ակոսին՝ տեղադրված վիճակը մոտարկելու համար): Շպոնկային ակոսի և կիսաշպոնկային կոնվենցիայի անտեսումը կամ ամբողջական շպոնկային ակոսի կիրառումը ստեղծում է սկզբնական անհավասարակշռության սխալ, որը կարող է նշանակալի լինել խիստ G-դասերի համար:
Ինչու են G-դասերը կարևոր — Բիզնես դեպք
G-դասերի ճիշտ կիրառումը ապահովում է չափելի օգուտներ.
- Առանցքակալի ծառայության ժամկետ. Առանցքակալի L10 ծառայության ժամկետը համեմատական է (C/P)³-ին, որտեղ P-ն ներառում է անհավասարակշռության ուժը: Անհավասարակշռությունը կեսով նվազեցնելը կարող է մեծացնել առանցքակալի ծառայության ժամկետը մինչև 8 անգամ (2³ = 8): Սա ուղղակիորեն թարգմանվում է սպասարկման ծախսերի և ժամանակի կորստի նվազման:
- Էներգիայի արդյունավետություն. Անհավասարակշռություն-ից առաջացած տատանումները ջերմության տեսքով էներգիա են ցրում առանցքակալներում, խտանյութերում և մարիչներում: Լավ հավասարակշռված ռոտորները աշխատում են ավելի սառը և ավելի քիչ էլեկտրաէներգիա են սպառում՝ սովորաբար 1-3% էներգիայի խնայողություն արդյունաբերական մոտորների դեպքում:
- Ձայնի նվազեցում. Անհավասարակշռությունից առաջացած տատանումները փոխանցվում են կառուցվածքով և ճառագայթվում որպես ձայն: Ճիշտ G-դասին համապատասխանելը հաճախ ամենաարդյունավետ եղանակն է աշխատանքային վայրի ձայնի կանոնակարգերին համապատասխանելու համար:
- Ստանդարտացում և փոխգործակցություն. G-դասի համակարգը ապահովում է, որ A արտադրողի կողմից հավասարակշռված ռոտորը համապատասխանում է նույն որակի ստանդարտին, ինչ B արտադրողի կողմից հավասարակշռվածը՝ էական գլոբալ մատակարարման շղթաների և փոխանակելի բաղադրիչների համար:
- Նորմատիվ համապատասխանություն. Շատ արդյունաբերություններ պահանջում են հավասարակշռման որակի փաստաթղթավորված ապացույցներ՝ ապահովագրության, երաշխիքի և անվտանգության հավաստագրման համար: G-դասը տրամադրում է համընդհանուր ճանաչված փաստաթղթավորման ստանդարտ:
Balanset-1A կիրառական բալանսավորիչը ներառում է ներկառուցված ISO 1940 / ISO 21940-11 թույլատրելի շեղումների հաշվիչ։ Մուտքագրեք ռոտորի զանգվածը, աշխատանքային պտտաթիվը և ցանկալի G-դասը — ծրագրային ապահովումը ավտոմատ կերպով հաշվարկում է Uյուրաքանչյուր, բաշխում է թույլատրելի շեղումը հարթությունների միջև և տալիս հստակ անցնել/չանցնել ցուցում յուրաքանչյուր բալանսավորման փուլից հետո։ Դա Balanset-4 չորս ալիքանի չափման հնարավորություն է տալիս բարդ բալանսավորման կոնֆիգուրացիաների համար։
Այս էջում
Թույլատրելի շեղումների հաշվիչ G-դասի ակնարկի քարտեր ISO-ի ամբողջական աղյուսակ Սահմանում G-դասերի նպատակը Բանաձևեր eյուրաքանչյուր (էքսցենտրիսիտետ) Uյուրաքանչյուր (թույլատրելի շեղում) Կենտրոնախույս ուժ Դասի ընտրություն Տնտեսաճյուղային խորհուրդներ Երկհարթություն բաշխում Լուծված օրինակներ Պոմպի աշխատանքային անիվ Արդյունաբերական օդափոխիչ Տուրբոլիցքավորիչ Ստանդարտների պատմություն 6 տարածված սխալներ Հաճախ տրվող հարցեր (8 հարց)Vibromera սարքավորումներ
Կիրառական բալանսավորում ներկառուցված ISO G-դասի թույլատրելի շեղումների հաշվիչով։
Balanset-1A → Balanset-4 →Հաճախ տրվող հարցեր — Բալանսավորման որակի դասեր
Հաճախ տրվող հարցեր G-դասերի, ISO 1940-ի և բալանսավորման թույլատրելի շեղումների վերաբերյալ
▸ Ո՞րն է ամենատարածված հավասարակշռման որակի դասը:
▸ Ի՞նչ է տարբերությունը ISO 1940-1 և ISO 21940-11 միջև:
▸ G-դասը հավասար է մեքենայի տատանումների մակարդակին՞
▸ Ինչպե՞ս հաշվարկել թույլատրելի մնացորդային անհավասարակշռությունը։
▸ Ո՞ր G-դասը պոմպերի, օդափոխիչների և էլեկտրական մոտորների համար։
▸ Օգտագործե՞լ բալանսավորման պտտաթիվը, թե՞ աշխատանքային պտտաթիվը բանաձևում։
▸ Մի՞ կարողանամ տեղում բալանսավորել ISO G-դասի համաձայն։
▸ Ինչ վերաբերում է ճկուն ռոտորների բալանսավորման որակին։
Առնչվող բառարանի հոդվածներ
Հասեք ISO հավասարակշռման որակին — Տեղում
Vibromera-ի բազմաֆունկցիոնալ բալանսավորման սարքերը ավտոմատ հաշվարկում են G-դասերի թույլտվությունները և ուղղորդում ձեզ դեպի ճշգրիտ ուղղիչ կշիռներ — ռոտորի հանումը պարտադիր չէ։
Դիտել հավասարակշռման սարքավորումները →
